## Jurnal Science and Engineering Fakultas Teknik
KLAS MUTU PAVING BLOCK YANG

## MENGGUNAKAN  BOTTOM  ASH  LIMBAH  BATU BARA  SEBAGAI  BAHAN  PENGGANTI  SEBAGIAN AGREGAT PASIR
Jamalun Togubu a , Imran b* , Mufti A. Sultan c*
a,b,c, Universitas Khairun, Ternate, Indonesia

## Article history
Received
1 Oktober 2019 Received in revised form
23 Oktober 2019
Accepted 30 Oktober 2019
*Corresponding author imran.imo@unkhair.ac.id muftiasltn@unkhair.ac.id

## Graphical abstract Abstract
Tidore power plant is a low-calorie coal-fired power plant to serve the electricity needs of the community,  especially  in  the  cities  of  Ternate  and  Tidore.  The  impact  of  the  use  of  coal produces waste in the form of fly ash and bottom ash. In this study, we tried to use bottom ash as a partial substitute for sand aggregates in the manufacture of paving blocks and examine the resulting quality  classes. Based on the results of testing the physical properties  of the bottom ash material has a lighter character than sand and the absorption rate above 20% which is 10 times  more  than  the  standard  material  for  normal  aggregate.  While  the  dominant  chemical constituents of bottom ash have similarities in composition with sand and also cement material so that the bottom ash does not have a bad influence on the reaction of cement when stirring. The  results  of  compressive  strength  testing  of  paving  block  mortars  with  variations  in compression of 10 kN and 40 kN obtained the rate of decreased mortar compressive strength ranged from 0.8 MPa to 5.3 MPa with an average value of 2.1 MPa for every 10% replacement of sand material with bottom ash. Likewise, the absorption rate of paving blocks produced has increased  along  with  the  addition  of  the  amount  of  bottom  ash  in  making  paving  blocks. However,  even  though  the  use  of  bottom  ash  material  in  the  manufacture  of  paving  blocks causes  the  degradation  of  compressive  ability  and  increased  absorption,  the  resulting  paving blocks are still more dominant in the quality class B and pressing with a larger force will make the mass of the paving block even denser.
Keywords: bottom ash, paving block , mortar

## Abstrak
PLTU Tidore adalah pembangkit listrik yang berbahan bakar batu bara berkalori rendah untuk melayani  kebutuhan  listrik  masyarakat  khususnya  di  Kota  Ternate  dan  Tidore.  Dampak penggunaan  batu  bara  menghasilkan  limbah  berupa fly  ash dan bottom  ash .  Pada  penelitian  ini dicoba untuk menggunakan bahan bottom ash sebagai bahan pengganti parsial terhadap agregat pasir  pada  pembuatan paving  block dan  meneliti  klas  mutu  yang  dihasilkan.  Berdasarkan  hasil pengujian sifat fisik bahan bottom ash memiliki karakter yang lebih ringan dari pasir dan tingkat penyerapan  diatas  20%  yang  10  kali  lebih  banyak  dari  standar  bahan  untuk  agregat  normal. Sementara senyawa kimia dominan penyusun bottom ash memiliki kemiripan komposisi dengan bahan pasir dan juga bahan semen sehingga bahan bottom ash tidak memberikan pengaruh buruk terhadap reaksi semen saat pengadukan. Hasil pengujian kuat tekan sampel mortar paving block dengan  variasi  pengempaan  10  kN  dan  40  kN  diperoleh  laju  penurunan  kemampuan  tekan mortar berkisar antara 0,8 MPa hingga 5,3 MPa dengan nilai rata-rata sebesar 2,1 MPa setiap penggantian 10% bahan pasir dengan bottom ash . Begitu pula dengan tingkat penyerapan paving block yang  dihasilkan  mengalami  peningkatan  seiring  dengan  penambahan  jumlah bottom  ash pada pembuatan paving block . Akan tetapi meskipun dengan penggunaan bahan bottom ash pada pembuatan paving block menybabkan degradasi kemampuan tekan dan peningkatan peyerapan, paving block yang dihasilkan masih lebih dominan pada klas mutu B dan pengempaan dengan
Profil umum PLTU Tidore
Limbah batu bara berupa fly ash dan bottom ash Pemanfaatan bahan bottom ash limbah batu bara pada pembuatan paving block Mengetahui sifat fisik bottom ash dan klas mutu paving block yang dihasilkan
Hasil sifat fisik dan senyawa kimia bottom ash dengan pasir dan semen
Degradasi kemampuan tekan paving block dengan varian bottom ash Peningkatan tingkat penyerapan paving block dengan varian bottom ash Paving block dengan varian bottom ash dominan tergolong
klas mutu B
gaya yang lebih besar akan membuat massa paving block lebih padat lagi.
Kata kunci : bottom ash, paving block , mortar
© 2019 Penerbit Fakultas Teknik Unkhair. All rights reserved

## 1.0 PENDAHULUAN

## 1.1. Latar Belakang
PLTU  Tidore  adalah  salah  satu  pembangkit  yang  telah  ada  di  Indonesia  bagian  timur  yang  telah beroperasi  sejak  2016.  Pembangkit  berkapasitas  2x7  MW  ini  berperan  penting  dalam  sistem  kelistrikan Maluku Utara, khususnya Pulau Ternate dan Tidore. Sekitar 35% beban puncak disangga oleh PLTU Tidore yang  menggunakan  bahan  bakar  batu  bara  berkalori  rendah.  Manfaat  PLTU  Tidore  telah  dirasakan  oleh masyarakat, akan tetapi efek penggunaah bahan bakar batu bara menghasilkan limbah sisa pembakaran yang digolongkan atas jenis fly ash dan bottom ash . Limbah ini dapat memberikan dampak buruk terhadap lingkungan dan kesehatan jika tidak dikelola dan dikendalikan dengan baik
Dalam  kaitan  pemanfaatan  limbah  batu  bara  agar  dapat  digunakan  kembali  salah  satunya  dengan menjadikan fly ash dan bottom ash tadi sebagai bahan tambah atau bahan subtitusi parsial pada bahan konstruksi. Sifat fisik dan kandungan senyawa kimia yang memiliki kemiripan dengan agregat dan semen yang terdapat pada fly ash dan bottom ash sangat memungkinkan untuk digunakan pada campuran adukan beton atau mortar.
Perkembangan teknologi pada bidang bahan konstruksi menghasilkan banyak inovasi-inovasi baru pada bahan konstruksi salah satunya bata beton atau yang umum dikenal sebagai paving block. Paving block adalah jenis bata yang memiliki kekuatan yang lebih tinggi dan dibuat dari adukan mortar yang diberi tekanan pada saat  pencetakan.  Karena  kekuatan  yang  tinggi,  mudah  dikerjakan  dan  banyak  diperoleh  dipasaran mengakibatkan  penggunaan paving  block menjadi  popular  pada  pekerjaan  konstruksi  khususnya  untuk konstruksi landskap, parkiran, lapangan, jalan, parkiran dll yang berhubungan dengan area.
Berdasakan  pemikiran  tersebut,  maka  pada  penelitian  ini  dicoba  dilakukan  eksperimen  untuk memanfaatkan bahan bottom ash pada pembuatan bata beton atau paving block dan meneliti bagaimana klas mutu paving block yang dihasilkan dari eksperimen tersebut.

## 1.2. Rumusan Masalah
Masalah yang menjadi topik pada penelitian ini yaitu bagaimana penggunaan bahan bottom ash limbah batu  bara  yang  berasal  dari  PLTU  kota  Tidore  untuk  pembuatan paving  block yang  masih  dapat  memenuhi standar klas mutu paving block untuk bahan konstruksi

## 1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai pada penelitian ini yaitu:
1. Mengenal sifat-sifat fisik dan senyawa kimia bahan bottom ash limbah batu bara PLTU kota Tidore.
2. Mengetahui laju perubahan kekuatan dan tingkat penyerapan paving block yang menggunakan bahan bottom ash limbah batu bara PLTU kota Tidore.
3. Mengetahui  hubungan  antara  tingkat  pengempaan  pada  pembuatan paving  block yang  menggunakan bahan bottom ash dengan klas mutu yang dihasilkan.
4. Mengetahui klas mutu paving block yang dihasilkan dari penggunaan bahan bottom ash limbah batu bara kota Tidore

## 2.0 METODE PENELITIAN

## 2.1. Bagan Alir Penelitian
Penelitian  ini  merupakan  penelitian  eksperimental  yang  melakukan  serangkaian  tahapan-tahapan pengujian sebagai berikut:
Gambar 1. Bagan alir tahapan pengujian

## 2.2. Standar Klas Mutu Paving Block
Standar klas mutu paving block sebagai berikut:
Tabel 1. Standar Klas Mutu Bata Beton
Klas Mutu Kuat Tekan (MPa) Rata-rata Penyerapan Air Maksimum Rata-rata Minimum (%) A 40 35 3 B 20 17.0 6 C 15 12.5 8 D 10 8.5 10
Berdasarkan  Tabel  1,  maka  parameter  penentuan  klas  mutu paving  block terdiri  atas  kuat  tekan  dan tingkat penyerapan yang bisa dihitung dengan persamaan berikut:
𝑓′𝑐 =
Dimana :
f’c : kekuatan tekan mortar, MPa
P maks : gaya tekan maksimum, N
A : luas penampang banda uji, mm 2
Penyerapan air = 𝑥 100%
Dimana :
W w : berat paving basah, gr
W dry : berat paving kering, gr
3 .0  HASIL DAN PEMBAHASAN

## 1.1. Sifat Fisik Agregat
Hasil pengujian sifat fisik agregat halus (pasir) dan limbah batu bara (bottom ash) sebagai berikut :

## Tabel 2.  Rekapitulasi Sifat Fisik Agregat
No Jenis Pengujian Hasil Pengujian Spesifikasi Pasir Bottom ash 1 Kadar Lumpur 1,3 % 12,5 % 0,2 – 5,0 % 2 Kadar Air 3,3 % 8,0 % 3.0 – 5.0 %
3 Penyerapan (absorption) 1,5 % 22,5 % 0,2 – 2,0 % 4 Berat Jenis Kering Oven 2,7 1,6 1,6 – 3,2 5 Berat Jenis Kering Permukaan Jenuh Air 2,9 1,9 1,6 – 3,2 6 Berat Jenis Semu 3,0 2,4 1,6 – 3,2 7 Modulus Kehalusan Butir 2,3 % 3,2 % 1,5 – 3,8 %
Hasil pada Tabel 2 di atas menunjukkan pasir yang akan digunakan memiliki sifat fisik yang baik sebagai bahan baku pembuatan sampel uji paving block , sementara bahan bottom ash dari limbah batu bara mempunyai sifat fisik tekstur yang berongga sehingga mengakibatkan tingkat kadar air dan kemampuan penyerapan air yang lebih tinggi dari agregat untuk bahan baku mortar normal. Hal tersebut akan mempengaruhi jumlah air yang  digunakan  pada  adukan  campuran paving  block .  Tekstur  yang  berpori  pada  bahan bottom  ash juga menyebabkan  berat  jenis  agregat  menjadi  lebih  ringan  dibandingkan  dengan  pasir  yang  akan  digunakan sehingga  dapat  menghasilkan paving  block yang  lebih  ringan  saat  digunakan  sebagai  bahan  campuran pembuatan paving block .

## 1.2. Kandungan Senyawa Kimia Agregat Dan Semen
Senyawa-senyawa kimia penyusun bahan pembuat paving block pada tabel berikut:
Tabel 3.  Susunan Senyawa Kimia
No  Senyawa Kimia Bahan baku Semen (%) Pasir (%) Bottom Ash (%) 1 Fe (Ferrum) 4,53 44.1 53,3 2 Ca (Kalsium) 58,76 19.7 18,2 3 Si (Silika) 23,23 19.4 14,5 4 Al (Aluminium) 8,66 6.9 4,4 Total 95,17 90,1 90,4
Tabel  3  di  atas  menunjukkan  4  senyawa  kimia  dominan  yang  terdapat  pada  bahan-bahan  untuk pembuatan paving  block .  Nampak  bahwa  4  senyawa  kimia  tersebut  mengisi  lebih  dari  90%  dari  komposisi senyawa  penyusun  yang  mengindikasikan  4  senyawa    kimia  ini  yang  mempangaruhi  sifat  dan  karakteristik agregat  dan  semen.  Selain  itu  tren  besaran  senyawa  kimia  pada  unsur  pasir  dan bottom  ash sama  yang mengindikasikan kemiripan bahan dari susunan kimia, dan kemiripan ini mendukung senyawa yang dominan yang  terdapat  pada  bahan  semen  yaitu  senyawa  kalsium  (Ca)  dan  silika  (Si)  yang  berfungsi  sebagai  bahan pengikat hidrolis pada adukan mortar paving block nantinya .

## 1.3. Sifat Leleh dan Adukan Mortar
Penentuan kadar air pada adukan mortar berdasarkan dari hasil pengujian sifat leleh berikut:
Tabel 4.  Sifat Leleh Adukan Mortar
Sampel Paving Block (PB) Diameter Awal (cm) Diameter Rata- rata (cm) Kelelehan 1,0 – 1,15 (cm) Jumlah Air (gr) N. PB 8 9 1,0 225 V. PB-10% 8 9 1,0 230 V. PB-20% 8 9.1 1,1 240 V. PB-30% 9 10,1 1,1 245 V. PB-40% 10 11 1,0 250 V. PB-50% 11 12,1 1,1 260
Jumlah  kadar  air  yang  diperoleh  dari  pengujian  sifat  leleh  agregat  akan  digunakan  pada  proses pencampuran mortar pembuatan benda uji. Nampak bahwa penambahan bottom ash sebagai pengganti sebagian bahan  pasir  menghasilkan  penggunaan  jumlah  air  yang  lebih  banyak  dikarenakan  tekstur bottom  ash yang berpori sehingga menyerap air disekitarnya .

## 1.4. Komposisi Adukan Mortar Paving Block
Berdasarkan  data-data  hasil  pengujian  sifat  fisik  dan  karakteristik  agregat  di  atas  dan  dengan menggunakan rasio semen dan agregat 1 : 4, maka komposisi adukan mortar paving block sebagai berikut:
Tabel 5.  Komposisi Bahan Adukan Mortar
Sampel Paving Block Komposisi adukan mortar (gr) Semen Pasir Bottom Ash Air Jumlah N. PB 400 1600 0 225 2225 V. PB-10% 400 1455 95,3 230 2180,3 V. PB-20% 400 1333 174,7 240 2147,7 V. PB-30% 400 1231 241,9 245 2117,9 V. PB-40% 400 1143 299,5 250 2092,5 V. PB-50% 400 1067 349 260 2076
Dengan  volume  yang  sama  dan  rasio  semen  agregat  tetap,  maka  dengan  mengganti  sebagian  agregat pasir  dengan bottom  ash dapat  menurunkan  berat  mortar  yang  akan  menghasilkan paving  block yang  lebih ringan. Selanjutnya pembuatan sampel dilakukan berdasarkan komposisi pada tabel di atas dan setiap varian diberikan pengempaan dengan gaya 10 kN dan 40 kN.

## 1.5. Kuat Tekan
Kuat tekan rata-rata yang dihasilkan dari varian benda uji paving block sebagai berikut:
Tabel 5.  Kuat Tekan Paving Block Sampel Paving Block Kuat Tekan (MPa) Pengmapaan 10 MPa Pengempaan 40 MPa N. PB 23,6 30,5 V. PB-10% 18,8 25,2 V. PB-20% 17,6 24,4 V. PB-30% 16,1 23,5 V. PB-40% 14,7 21,8 V. PB-50% 13,2 20,2
Dengan  luas  permukaan  yang  sama  pada  tiap  sampel  uji,  maka  mutu  kuat  tekan  yang  dihasilkan dipengaruhi  oleh  besarnya  gaya  resitansi  yang  diberikan  oleh  sampel  terhadap  pembebanan.  Gaya  resistansi tersebut  dipengaruhi  oleh  massa  penyusun  dan  kepadatan  massa  sampel,  sehingga  nampak  jelas  pada  hasil pengujian  bahwa  penggantian  sebagian  material  pasir  yang  memiliki  tekstur  yang  lebih  solid  dengan  bahan bottom  ash  yang  lebih  ringan  mengakibatkan  massa  penyusun  sampel  menjadi  lebih  berongga  dan  faktor pengempaan sangat mempengaruhi kerapatan massa paving blok yang dihasilkan.
Jika  nilai  kuat  tekan  yang  dihasilkan  tersebut  disesuaikan  dengan  klas  mutu  bata  beton,  maka  dapat digolongkan kedalam mutu-mutu berikut:
Gambar 1. Klas Mutu Paving Block Berdasarkan Kuat Tekan
Klas mutu yang diperoleh bervariasi antara klas mutu B dan klas mutu C dengan klas mutu terbanyak pada klas mutu B. klas mutu C hanya diperoleh pada varian paving blok dengan penggunaan bahan pengganti bottom ash sebanyak lebih dari 30% dan dengan pengempaan rendah.

## 1.6. Tingkat Penyerapan
Nilai yang dihasilkan dari varian benda uji paving block sebagai berikut:
Tabel 6.  Penyerpan Paving Block Sampel Paving Block Penyerapan (%) Pengempaan 10 MPa Pengempaan 40 MPa N. PB 4,9 4,0 V. PB-10% 5,4 4,5 V. PB-20% 6,0 4,7 V. PB-30% 6,6 5,1 V. PB-40% 7,1 5,4 V. PB-50% 7,7 5,8
Kemampuan  penyerapan  air  oleh  benda  uji  juga  dipengaruhi  oleh  kerapatan  massa  dari  benda  uji, sehingga  Nampak  bahwa  sampel  yang  memiliki  kerapatan  massa  tingi  lebih  sedikit  memiliki  rongga  dalam massanya sehingga jumlah air akan lebih sedikit untuk meresap dan menempati rongga tersebut.
Jika  tingkat  ponyerapan  yang  dihasilkan  tersebut  juga  disesuikan  dengan  klas  mutu  bata  beton,  maka dapat digolongkan ke dalam mutu-mutu berikut
Gambar 2. Klas Mutu Paving Block Berdasarkan Penyerapan
Klas  mutu  paving  block  yang  diperoleh  berdasarkan  tingkat  penyerapan  juga  berada  pada  antara  klas mutu B dan klas mutu C dengan lebih dominan berada pada klas mutu B  yaitu paving block dengan variasi bottom ash selain yang lebih tinggi dari 20% dan dengan pengempaan rendah,

## 4.0  KESIMPULAN
Berdasarkan uraian hasil dan pembahasan, kesimpulan yang diperoleh sebagai berikut:
1. Sifat fisik bottom ash limbah batu bara PLTU Tidore berbeda dengan pasir meskipun terdapat kemiripan pada senyawa kimia penyusunnya, hal ini mempengaruhi paving block yang dihasilkan saat bottom ash hasil limbah batu baru digunakan sebagai bahan baku.
2. Bottom  ash limbah  batu  bara  dapat  digunakan  sebagai  bahan  pengganti  sebagian  pasir  pada  pembuatan paving  block dengan  batasan  jumlah  penggunaan  karena  mengakibatkan  degradasi  terhadap  klas  mutu yang dihasilkan. Laju penurunan tiap penggantian 10% bahan pasir dengan bottom ash bervariasi antara 0,8 MPa hingga 5,3 MPa dengan rata-rata sebesar 2,1 MPa.
3. Tingkat  pengempaan  dapat  memperbaiki  klas  mutu paving  block yang  menggunakan  bahan  campuran bottom ash limbah batu bara, semakin besar kadar pengganti pasir dengan bottom ash juga membutuhkan tingkat pengempaan yang lebih tinggi.
4. Klas mutu paving block yang dihasilkan pada penelitian ini berkisar antara klas mutu B dan klas mutu C dengan lebih dominan berada pada klas mutu B.

## References
[1] Anonim. 1989. Bata Beton Untuk Pasangan Dinding : SNI 03-0349-1989.
[2] Anonim. 1996. Bata Beton (Paving Block) : SNI 03-0691-1996
[3] Anonim. 2002. Metode Pengujian Kekuatan Tekan Mortar Semen Portland Untuk Pekerjaan Sipil : SNI 03- 6825-2002.
[4] Anonim. 2002. Spesifikasi Mortar Untuk Pekerjaan Pasangan : SNI-6882-2202.
[5] Fitiria, Laila. 2018. Pengaruh Penggunaan Bottom Ash Sebagai Subtitusi Sebagian Pasir Pada Paving Block .
[6] Sultan, M A, Imran, Sakti, R. 2019. Subtitusi Parsial Agregat Halus Dengan Bottom Ash Pada Pembuatan Bata Semen : Jurnal Rekayasa Sipil/Volume 13, No 1.
[7] Ristina.  2012. Pengaruh  Penggunaan  Bottom  Ash  Sebagai  Pengganti  Semen  Pada  Campuran  Batako Terhadap Kuat Tekan Batako: Jurnal Rekayasa Sipil/Volume 6, No.3.
[8] Soehardjono, Agoes. 2013. Pengaruh PEnggunaan Bottom Ash Sebagai Pengganti Semen Terhadap Nilai Kuat Tekan dan Kemampuan Serapan Air Strutur Paving: Jurnal Rekayasa Sipil/Volume 7, No.1.
[9] Sulistyowati, A.N. 2013. Bata Beton Berlubang dari Abu Batubara (Fly Ash dan Bottom Ash) yang Ramah Lingkungan : Teknik Sipil dan Perencanaan No.5 Vol. 15.